如何封装SLF4J和Log4j
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自从开始使用日志组件后， 每个类都是这样子的结构:
public class A { public static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(A.class); }这是一件相当烦人事，必须对他进行封装，使得我们能够通过这样的方法来调用：
public class A { public void methodA() { Logger.debug("Nice!"); } }最简单的版本
开始动手后，用最简单的方法封装出了***个版本:
// cn.hjktech.slf4j.Logger public class Logger { private static final org.slf4j.Logger logger = LoggerFactory.getLogger(Logger.class);; ... public static void debug(...) { logger.debug(...); ... } ... }看起来很美好， 但测试后发现这种方法会有一个很严重的问题： 我们打印的日志通畅都带有调用方的信息， 如类名、方法名、行数、时间等，其中类名、方法名、行数都是极其关键的信息，但是使用上述的方法来输出日志的话，这三个信息都变成Logger这个类的信息，而不是调用方的信息， 这显然是无法忍受的事。
当然不能就这样了事，既然正常使用的方法能输出正确的信息，那么肯定是有办法可以实现的，我们希望最终的结果是调用Logger.debug(..)打印出来的信息都是完全正确的。
分析源码
此时写个demo来debug跟进一下：
public class TestLog { @Test public void logTest() { // 在此处打断点 LoggerFactory.getLogger(TestLog.class).debug("看看执行流程"); } }发现最终输出的日志字符串是在PatternLayout.format方法(Logback则是PatternLayoutBase.writeLoopOnConverters方法)中生成的，方法代码如下：
// Log4j public String format(LoggingEvent event) { // Reset working stringbuffer if(sbuf.capacity() > MAX_CAPACITY) { sbuf = new StringBuffer(BUF_SIZE); } else { sbuf.setLength(0); } PatternConverter c = head; while(c != null) { c.format(sbuf, event); c = c.next; } return sbuf.toString(); }其中head指向一个类型为PatternConverter(Logback中是: Converter)的链表，这个链表的节点是在日志类初始化的时候，根据你日志配置文件里的ConversionPattern生成的，比如我的log4j.properties中是这样配置的:
log4j.appender.SOUT_LOGGER.layout.ConversionPattern=%d{yyyy-MM-dd-HH-mm,SSS} %p [%c] [%t] (%F:%L) %l - %m%n那么这个链表的结构就是(括号中代表存储的信息):
DatePatternConverter(时间点) -> LiteralPatternConverter(" ") -> BasicPatternConverter(LEVEL) -> LiteralPatternConverter("[") -> CategoryPatternConverter(LoggerName) -> LiteralPatternConverter("] [") -> BasicPatternConverter(线程名) -> LiteralPatternConverter("] (") -> LocationPatternConverter(所在类) -> LiteralPatternConverter(":") -> LocationPatternConverter(所在行) -> LiteralPatternConverter(") -") -> BasicPatternConverter(日志串) -> LiteralPatternConverter("\n") ->根据这个链表生成日志字符串类似这样:
2016-10-17-13-42,449 DEBUG [TestLog] [main] (TestLog.java:14) - Excuse me?
那么现在目标很明确了，我们要使LocationPatternConverter的输出为我们真正打印纸日的类的信息，继续跟进到PatternConverter.format(LocationPatternConverter的父类)方法，其内部生成了一个LocationInfo对象，该类的构造方法中如下：
for(int i = elements.length - 1; i >= 0; i--) { // 获取第i帧的类名 String thisClass = (String) getClassNameMethod.invoke(elements[i], noArgs); if(fqnOfCallingClass.equals(thisClass)) { // 如果类名和fqnOfCallingClass相等，则认为i + 1帧是代码中实际调用方法的 int caller = i + 1; if (caller < elements.length) { // 记录实际调用类的类名 className = prevClass; // 记录实际调用的方法名 methodName = (String) getMethodNameMethod.invoke(elements[caller], noArgs); // 记录实际调用类所在的文件名 fileName = (String) getFileNameMethod.invoke(elements[caller], noArgs); if (fileName == null) { fileName = NA; } // 记录调用日志方法的行数 int line = ((Integer) getLineNumberMethod.invoke(elements[caller], noArgs)).intValue(); if (line < 0) { lineNumber = NA; } else { lineNumber = String.valueOf(line); } // 拼接成最终要输出到日志的字符串， 如：TestLog.logTest(TestLog.java:14) StringBuffer buf = new StringBuffer(); buf.append(className); buf.append("."); buf.append(methodName); buf.append("("); buf.append(fileName); buf.append(":"); buf.append(lineNumber); buf.append(")"); this.fullInfo = buf.toString(); } return; } // 记录上一帧的类名 prevClass = thisClass; }其中elements是当前方法调用栈的堆栈轨迹，这段代码通过遍历堆栈轨迹每一帧的类名并和fqnOfCallingClass比较，如果相符的话，则认为它的上一帧是实际调用方法。
如下图中，fqnOfCallingClass的值是org.slf4j.impl.Log4jLoggerAdapter，而在堆栈轨迹总可以发现类的上一个帧正好是我们的实际调用类TestLog.logTest：
因此，我们现在只需要让fqnOfCallingClass的值变成我们封装的日志类cn.hjktech.slf4j.Logger就大功告成了。fqnOfCallingClass是LoggingEvent.getLocationInformation创建LocationInfo时传入的参数，而LoggingEvent又是在Category.forcedLog方法中创建的，并且继续网上追踪，会发现fqnOfCallingClass的值最终来源于org.slf4j.impl.Log4jLoggerAdapter这个类:
public final class Log4jLoggerAdapter extends MarkerIgnoringBase implements LocationAwareLogger, Serializable { ... static final String FQCN = Log4jLoggerAdapter.class.getName(); ... }而如果没有配合SLF4J使用时，fqnOfCallingClass的值则来源于org.apache.log4j.Logger类：
public class Logger extends Category { ... private static final String FQCN = Logger.class.getName(); .... }代理Logger类来修改FQCN
好了，现在我们只需要修改这个值就行了。***反应是使用反射去掉final修饰符，然后修改它的值，这种方法虽然对我们自己的代码可行，但是当引入其它框架，并且其它框架也使用的Log4j时，就会导致它们的日志信息出错，因为它们并不是调用的我们封装的Logger工具类，它们日志的堆栈轨迹中不会有我们工具类(如cn.hjktech.slf4j.Logger)，因此我们需要另寻它法。
既然通过反射行不通， 那么我们可以通过动态代理的方式，在构造LoggingEvent对象之前将FQCN这个参数的值给替换掉，在跟踪过程中发现Log4jLoggerAdapter最终都是调用的org.apache.log4j.Logger.log方法并将FQCN最为参数传入，因此org.apache.log4j.Logger这个类就是我们要代理的类了。
了解JDK代理的人都知道，使用的条件是被代理类必须实现某一个接口，而org.apache.log4j.Logger.log这个方法并不是来自于某一个接口，所以我们选择使用Cglib：
// cn.hjktech.slf4j.Logger public class Logger { private static org.slf4j.Logger logger; private static final String FQCN = Logger.class.getName(); static { try { Enhancer eh = new Enhancer(); eh.setSuperclass(org.apache.log4j.Logger.class); eh.setCallbackType(LogInterceptor.class); Class c = eh.createClass(); Enhancer.registerCallbacks(c, new LogInterceptor[]{new LogInterceptor()}); Constructor constructor = c.getConstructor(String.class); org.apache.log4j.Logger loggerProxy= constructor.newInstance(Logger.class.getName()); ... } catch (...) { throw new RuntimeException("初始化Logger失败", e); } } private static class LogInterceptor implements MethodInterceptor { public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable { // 只拦截log方法。 if (objects.length != 4 || !method.getName().equals("log")) return methodProxy.invokeSuper(o, objects); // 替换传给log方法的***个参数为我们自定义的FQCN objects[0] = FQCN; return methodProxy.invokeSuper(o, objects); } } } 代理defaultFactory
现在我们已经有了被代理的loggerProxy对象了，我们还需要将这个对象赋值给Log4jLoggerAdapter的logger成员变量，
logger成员变量是在Log4jLoggerAdapter的构造方法中被作为参数传入的，它的来源如下图：
从上图中可以看到，LogManager.getLoggerRepository方法返回的对象中持有defaultFactory对象，因此我还需要代理这个对象，将它产生的'logger'对象替换成我们的'logger'就大功告成了，并且makeNewLoggerInstance方法是在LoggerFactory接口中定义的，所以我们只需要使用JDK的动态代理就可以完成了。实现代码如下：
static { try { ... LoggerRepository loggerRepository = LogManager.getLoggerRepository(); org.apache.log4j.spi.LoggerFactory lf = ReflectionUtil.getFieldValue(loggerRepository, "defaultFactory"); Object loggerFactoryProxy = Proxy.newProxyInstance( LoggerFactory.class.getClassLoader(), new Class[]{LoggerFactory.class}, new NewLoggerHandler(loggerProxy) ); ReflectionUtil.setFieldValue(loggerRepository, "defaultFactory", loggerFactoryProxy); logger = org.slf4j.LoggerFactory.getLogger(Logger.class.getName()); ReflectionUtil.setFieldValue(loggerRepository, "defaultFactory", lf); } catch (...) { throw new RuntimeException("初始化Logger失败", e); } } private static class NewLoggerHandler implements InvocationHandler { private final org.apache.log4j.Logger proxyLogger; public NewLoggerHandler(org.apache.log4j.Logger proxyLogger) { this.proxyLogger = proxyLogger; } @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { return proxyLogger; } }实现流程和最终代码
我们最终实现方案如下：
Logger的代码如下:
public class Logger { private static org.slf4j.Logger logger; private static final String FQCN = Logger.class.getName(); static { try { Enhancer eh = new Enhancer(); eh.setSuperclass(org.apache.log4j.Logger.class); eh.setCallbackType(LogInterceptor.class); Class c = eh.createClass(); Enhancer.registerCallbacks(c, new LogInterceptor[]{new LogInterceptor()}); Constructor constructor = c.getConstructor(String.class); org.apache.log4j.Logger loggerProxy = constructor.newInstance(Logger.class.getName()); LoggerRepository loggerRepository = LogManager.getLoggerRepository(); org.apache.log4j.spi.LoggerFactory lf = ReflectionUtil.getFieldValue(loggerRepository, "defaultFactory"); Object loggerFactoryProxy = Proxy.newProxyInstance( LoggerFactory.class.getClassLoader(), new Class[]{LoggerFactory.class}, new NewLoggerHandler(loggerProxy) ); ReflectionUtil.setFieldValue(loggerRepository, "defaultFactory", loggerFactoryProxy); logger = org.slf4j.LoggerFactory.getLogger(Logger.class.getName()); ReflectionUtil.setFieldValue(loggerRepository, "defaultFactory", lf); } catch ( IllegalAccessException | NoSuchMethodException | InvocationTargetException | InstantiationException e) { throw new RuntimeException("初始化Logger失败", e); } } private static class LogInterceptor implements MethodInterceptor { public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable { // 只拦截log方法。 if (objects.length != 4 || !method.getName().equals("log")) return methodProxy.invokeSuper(o, objects); objects[0] = FQCN; return methodProxy.invokeSuper(o, objects); } } private static class NewLoggerHandler implements InvocationHandler { private final org.apache.log4j.Logger proxyLogger; public NewLoggerHandler(org.apache.log4j.Logger proxyLogger) { this.proxyLogger = proxyLogger; } @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { return proxyLogger; } } // 剩下的Logger需要封装的方法可以根据自己的需要来实现 // 我个人认为slf4j的api足够好用了，所以大部分只是写了一些类似下面的代码 public static void debug(String msg) { logger.debug(msg); } } ReflectionUtil的代码如下：
public class ReflectionUtil { public static T getFieldValue(@NotNull Object object, @NotNull String fullName) throws IllegalAccessException { return getFieldValue(object, fullName, false); } public static T getFieldValue(@NotNull Object object, @NotNull String fieldName, boolean traceable) throws IllegalAccessException { Field field; String[] fieldNames = fieldName.split("\\."); for (String targetField : fieldNames) { field = searchField(object.getClass(), targetField, traceable); if (field == null) return null; object = getValue(object, field); } return (T) object; } private static Field searchField(Class c, String targetField, boolean traceable) { do { Field[] fields = c.getDeclaredFields(); for (Field f : fields) { if (f.getName().equals(targetField)) { return f; } } c = c.getSuperclass(); traceable = traceable && c != Object.class; } while (traceable); return null; } private static T getValue(Object target, Field field) throws IllegalAccessException { if (!field.isAccessible()) field.setAccessible(true); return (T) field.get(target); } public static boolean setFieldValue(@NotNull Object target, @NotNull String fieldName, @NotNull Object value) throws IllegalAccessException { return setFieldValue(target, fieldName, value, false); } public static boolean setFieldValue(@NotNull Object target, @NotNull String fieldName, @NotNull Object value, boolean traceable) throws IllegalAccessException { Field field = searchField(target.getClass(), fieldName, traceable); if (field != null) return setValue(field, target, value); return false; } private static boolean setValue(Field field, Object target, Object value) throws IllegalAccessException { if (!field.isAccessible()) field.setAccessible(true); field.set(target, value); return true; } } 测试
public class TestLog { @Test public void logTest() { Logger.debug((Marker)null, "这是调用封装的Logger输出日志"); LoggerFactory.getLogger(TestLog.class).info("常规方法输出日志"); } }输出结果：
2016-10-19-15-00,308 DEBUG [cn.hjktech.slf4j.Logger] [main] (TestLog.java:13) TestLog.logTest(TestLog.java:13) - 这是调用封装的Logger输出日志 2016-10-19-15-00,311 INFO [TestLog] [main] (TestLog.java:14) TestLog.logTest(TestLog.java:14) - 常规方法输出日志
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